Способ автоматизированного водораспределения Советский патент 1988 года по МПК A01G25/16 

. 3

Изобретение относится к со.льскому хозяйству и может быть применено на открытых о)оснте. 1ьных системах при полиЕ е се.льскохозяйстненных культур HI и ро козах ватными маншнами с забором водь| и движении из отк)ытых о|)осителей, нанриме|), типа «Кубань.

11ельк) изобретения является новьпнспие наде 1;пости, уп)он1ение и снижение н.|уатационных затрат нрсцесса водо К1СИре- деления.

(люсоб автоматизированного водорас- иределения )еализуется следующим образом.

В расиределиге.льный Kaiia.i подается |)ас- ход, равный номииа.чьиому видопо гребле- иию вк.-1К)чеии1)1х дождевальных машин, причем величина :(гого расхода устанав.тивает- ся по сиг на.там ради(с11гна.1изаторов вк. по- ченных машин.

Забираемый из распреде.штельиого кана- .la ор(Х ите.1Ями дождева.чьных ма1нин расход устанав.тивается равным водопотреб, 1еник) машины на уровне, заиас воды над кото) обеснечш ает номииал1)Пое водоиотреблеиие маиппП) в течение в)емепи добе1 ания расхода от источника о()О1пения до данного оросите. 1я, причем достигается настройкой вручную ре1Л . 1И уемого гид)авлическо го сопротив. 1ения дросселя или наладкой автоматически регулируемо1Ч ) гидравлического со11рогив, 1еипя гидроавтомата на входе оросителя.

Подаваемый ti |)асиределпте. 1Ы1ыГ1 канал расход кор)ектируется ио сигналам датчика уровней в нижнем оросителе.

На фиг. 1 представлена схема aHioxia- тизироваипо оросптельной системы д,1Я реализации способа автоматического водорас- пределения; на фи1. 2 .1ектрическая схема задатчика расхода системы: па фпг Л схема водозабора в оросите.чь. вариа1{г п)- менеиия дросселя HJMI ) хправ/км. ии; на фиг. 4схема водозабора с актоматическим рпег Л1 руемым гидросопротивлением по сигналам датчик;) уровня и сителе; па фш. 5 датчик уровня в сите, 1е.

.Автоматизированная оросите.тьная система содержит источник орошения. ;л лятор 2 водоподачи, состоящий из затвора 3 с 11ривод(П1, блока 4 регулирования, задатчика 5 расхода и датчика 6 расхода, а также распределите.льный кана;| 7, о(тси- тели 8 с дождевальными машииами ), иа каждой из которых установ.чены радиосигнализаторы 10, и датчики 11 верхнего и 12 нижпего ровня. Все оросители 8, KJXJMC самого нижнего, присоединены к расиреде, 1и- те, 1ьн()му каиал} 7 чере ; кмулнруемое гид- )ав.;1ическое со11ротив,1ение 13, а в необходимых для создания достаточного уровня армпроваи регу,тирук)Н1.ими ниями 14 со стабилизаторами уровня верх5

5

0

5

5

Her(j 6be(jia Задатчик pacxo.ia о ((()иг. 2) содержит входные реле 15, 16 с контактами, ре, 17 времени с коитакга.ми, регу- , 1ирук)П1ие у,тементы 18 (показан вариант 1кчи),тьзования резне го|)ов), суммирующий узел 19 блока 4 регулирования и контакты

2022 сигнальных pe, ie, связанных с приемником радиосигнализаroj OB 10. Вход реле 15 соединен с датчиком 1 1 верхнего уровня (показан в виде замыкаюи1е1-о контакта, а

0 вход реле 16 соединен с датчиком 12 нижнего уровня, причем контакт реле 15 связан с вычитающим входом суммируюи1его уз- ,а 19 блока 4 регулирования.

Регу,1ируе.1ое вручную гидрав/шческое c(MipoTnii, iefine 1 ii Iд))ссе, 1ь) может при.ме- пягься как li пригосдииепия оросн- те.тя 8 к рас11ред(.)11Ч 1Ы1ому каналу 7 без пе)епада уровпс й, гак и при иа.пичии пере- па.та ((fiiu-. 3,1. В первом с, необходимо регу,1ирую1иее соо П жение 14, вк, чаклпее затвор ео стаби.тиза гором уровня верхнего бь(ч(а njui вьшо пснии его в виде водослива, а во втором с ((})иг. .3) )ас- ||реде,:иггельн)|Г| ,; нм ули) клиего соор - жения не имеет, по 1и)довы11 ск н проситель снабжен K. ianafHiM 23, закрывающим переиу-. кпук. трубу 24 по сигпа.чу датчика 25 прс. LC. ibiioi o верхпе. урс вня Ив.

Ва 1и;пг автоматически регу, 1ируемс)го гидравлического сои|)отш, к иия гидроавтоматов иа входах в opocn ic. in ((1иг. 4) может быть вып .г шеи в вид1 затвора 13 в водо- В| 1и скно11 т)убе 24, содержап1его ; ,апор- Н1)1И орган (показан в виде водопап(;,1няе- Mo;i гпбкой оболочки, встав, lennoii в iiycKHyio I рубу 24), соединенный с вхо.т- пым j)и,:ьтpoм и связанный , 1инией связи в НИД1 1-рубки с датчико.м у()овня, у1. танов- лс пным , OjJocHTe.ie 8.

Датчик у 1овня соде;)жит (фиг. 5) к 25 с Bo.ioiibinx CKHoii nte, ibK) 2ti, K. ianan- , 1епту 27, non. iaBOK 28, датчик иижиег( ioH- ня настро1 ки, inianrv 29, noinaiiOK 3li,

0 пить 31, 32, (|нп са-1ор 33, рыча|- 34 n -(aine, iKy 35.

Б.иж 4 ре1Л, (фиг. I, 2) сравнивает сигна,:1Ы о в( 1ичине треб ч мого Q)- )acxo.ia и величине 1;оданаемого Q l расхода. (.)беепечивается иодача Q.f livrcM MejieMCine- ния затвора 3, т.е. отк)ывастся затвор при ( Qr: 11, его при Q-i Q,. (д|гпа, 1 формируется как сумма XQi помина,тьных расхо.чов Q l включенных дождева, ьпьгх машин и коррективах ю0 шегч) -+: Q;,. расхода, т.е. Qri- Q- При )абота1)Н1.е(1 дождевал1)НО11 ма1нине ее радиосигиа. шзатор О .подает сшиа,, кото- |)Ь1Й вызывает с П1батыг ,ание с оогвегствуд)- шек) реле 20, 21 и.пи 22 и замыкает pe.ie 20,

21или 22 и зам);1кание их кон гак 5 тов в цепях резисторов 18. Так как последние настраиваются гак, что гок про- иорциопалеи расходу связапигн с этим резист(|)ом дождевал1Л1ой машины, то

контакт реле 16, снижении уровня заданного, ко1да

на основном входе суммирующего уз. К 19 нолучим сигнал Q. Величина Qi,. принимается равной номинальному расход) дождевальной маншны QH. Сигнал +QK подает которое срабатыняет при в нижнем оросителе до замыкается контакт 12 датчика нижнего у)овня. (Сигнал Q. подает контакт реле 15 ири повьнпении |)ои- ня (замыкается контакт датчика И верхнего уровня).

Время иодачи корректируюпичо расхода зависит от BL 1ИЧИИЫ резервной емкости нижнего оросиге.1я и усганавливасгся уставкой контакта реле 17 времени, ко1 о|1ая выбирается но формуле Т .

Необходимое время никла корректирования устанавливается контактом реле 17 времени и принимается болыним времени Т на величину времени добегания ;i,o нижнего оросителя. Контакты реле 15, 16 создают цепи самоннтания этих pe,ie, контакт включают реле 17 времени, а контакт последнего создает ему цепь самог1И1ания до окг)н- чания uiK. ia корректирования.

Положение ( величина открытия) вручную регулируемог о гидравлического сопротивления 13 (фиг. 3), которое может быт.. выполнено в виде HUiTa на входе и пгре- нускнук) трубу, в виде затвора и. ш вентиля на т))убе 24 (фиг. 4) и т.п., устанавливается оператором один )аз npis первом включении в работу дождеиа.1ьной машины на данном оросителе, нричем номина. Nil уровень при номинальном расходе QH машины выбирается так, чтобы между уровнями Ни и Ни в ороснтеле заключался o6beMW, равный произведению W Q- пом.ина.аь- ного расхода Q машины lia время tg добегания от источника 1 орошения до данного оросителя. При этом необчоди.мо, чтобь уровень Hi. был несколько (на 5-8 см) вьине уровня, минимально донускаемого техусло- виями эксплуатации мапгины. (р11с- тика автоматически регулируемого гидравлического сопротнв.ления 13 .частраиваггся установкой уровня поплавков 28 и 30.

Радиоси1 на,1нзаторы И) включают {)еле 20--22 через цепь из радпопереличтчика, устаиовленног о рядом с рег хлятором подо- подачи, радиоприемника и блока фил1) ров (эти б,чоки входят в комп;1ект радиосиг- пализа ора).

Способ авто.матического юдор-аспреде.пе- ния реализуется следующим образом.

При включении в работу каких-либо дождевальных машин 9 их радиосигна.пизато- ры 10 подают соответствуюндие сигналы, что приводит к за.мыканию соответствуюп1их контактов реле 20, 21 и,;1и 22 и появлеиию сигнала Q пропо 1циональпого расходу работающих манит. Блок 4 регулирования будет изменят) .3aTB(jpa 3 до тех нор. пока нодаваемьп -i расход Q,.,

0

5

0

не станет равн1 1м Qi. Пзменение ко,1ичества работакмцих маи1нн из-за включения иовых и,1и отк;|ючения работающих нриводит к не- мед, 1епному измененню количества включеи- ных контактов pe, ie 20 22, нзмеиеник Q, Q .., что ведет к изменению положения затвора 3 с обеспечением Qn Qrp, т.е. обеспечивает подачу в распределите.тьиый капа, расхода соответс1венно номинна.пьно- му водопотреблению включенных дождеваль- ньгх машин.

Забор воды оросителем ири наладке дрос- се, 1ем (фиг. 3) происходит с, |едуюн1.им образом.

Без перепада уровней стабилизатор уровня на затворе 14 (фиг. I) поддерживает в верхнем бьефе неизмепный уровень П , который при неработающей машиие устанав- ливаегся и в оросите,и 8. Вклк1ченная машина потребляет 1асх(;д С,м, уровень П плавно снижается. С.1ответственно с этим носте- иенно увеличивается забираемый о|1осите- ;ii M ()асход, причем проц .ч с стаби,1изируе 1ся (исходный режим), когда подаваемый в ороситель и заби)ае.мыГ| машиной расхо.чы )авны. Колебания того и.1и дрчгого расхода выз1)1ваю1 такое изменение уровня, ко- горое, изменяя n(Jдaвaeмый |1асход, возвращает режнм в исходное .-остоянне. При этом в процессе включения машины в оросите- .;и- сработай об ьем laHee нако|г ;енно11 в этом 0 оросите, le воды, ,, ото;)ый по ус. ювию настройки равё}1 динамг- скомх запасу воды в вь1шепаспо, 1оженно11 час гп распреде.читель- ного кана,ла, 1И )этому хчипиченны при iiK. iKi- чении машнны расход придет к даином о||С)сите, 1Ю к л оменту выхода системы в исходный режим и вк, 1ючеиие каждой данной машины практически не оказы1 ает влияния на ситуацию в других ороси гелях. Ана- лсл ично протекает процесс и при отк, 1юче- ппи машин. Уменьи1ИВ1пийся при уменьшении водоподачи затвором 3 динамический запас 1«)ды в распроде,1ител|,пом канале заио,1- няет обьем именно в данном оросите.че меж- д ург)внями Н -Ни. практич(Ч-ки не сжазы- вая в. шяния на си гуацик1 в д|.гих оросите,.IHX. Вариант с перС падом уровней

5

5

0

0

I ем,

I тЯ

((|)И1 .1) отличается огк)г, при П : Н, обеспечивает и устойчивую ()аботу.

Лабор во. Ц) о|1осит(мем

том (фИ1 . 4) lIpOHCXO UIT

разом.

При зано,лнепн()м оросите.ле

гго к i ; iaH 5ак|И)1иаяс1 к этом

с гидроавтома- след Ю1цим обН

П

поплавки 28,

подняты. K,ia

пап-,тента 27 по,тиостью перекрывает ше,ть 2Н BiiinycK воды через трубку 25 прекращен, поэтому запорны орган (ijinr. 4i по,тност ью закрывает подачу вод1)1 и оросите.ть. При вк.тючении машин1)1 уровеш, снижается, по- п.тавок ,30 опхскаст си. ().чнак() .аш.е.тка 35

и фпкс; Т()() 33 хдерживают i. lanan-.Tei

в натянутом состоянии. Щель 26 : акрыта, подача в ороситель не происходит. Только после снижения уровня до уровня в оросителе Ни, соответствующего но.минально- му водопотреблению машины, поплавок 30 через нить 31 и рычаг 34 сни.мает :ia- щелку 35 и освободит фиксатор 33, при утом клапан-ле}1та 27 натягивается силой только одного поплавка 28 за вычетом веса регулировочного груза 32, появляется проток воды через П1ель 26, оболочка запо)- ного органа частпчно слюрожняется и в ороситель подается рас.ход, уве:1ичиваюп|ийся с у.менынепием уровпя и опусканием поплавка. Процесс стабилизируется.

При отк. 1ючении мапишы уровень повы- ншется, non. iaBOK 28 поднимается. Однако он не может натянуть клапап-.-ишту 27 так, чтобы полностью перекрыть щель 26, поэтому подаваемый в ороситель расход почтп не меняется. При достижении уровпя отк)Ы- то появ.1яется дополнительная больп1ая си;1а поплавка 30, клапан-;1ента 27 начинает эффективно перекрывать щель 26, оболочка наполняется п подача в ороситель быстро уменьн1ается, фиксатор 33 становится на защелку 35, подача воды в ороситель цре- кран1ается. Таки.м образом, при включении мащипы в работу обеспечено срабатывание, а при отключении ма1липы заполнение расчетного обьема даппого оросителя. Так как величина этого объема настройкой уста- повлена равной динамическому запасу воды в распределительно.м канале, то включение п отк;|ючение в каждом оросите.1е на работу других оросителей влияния не оказывает.

Корректирование подаваемого в распределительный канал расхода по сигналам датчика уровпя в последнем оросите.ле необходимо в связи с тем, что потребление, т.е. забираемый расход XQ,,, дождевальных .ма- HJHH, не является строго постоянным, имеются испарение, фильтрация, погрещпость регулирования и т.д., подаваемый расход Q,, пе может быть всегда точно равен забираемому .ми расходу Q. имеет место небаланс, которьп может быть как положительным, так п отрицательным: QH -Qi. В перво.м случае подается излишек воды, котор1)1Й ведет к постепенному повьпнепию уровпя в пижпем оросителе, во втором случае уровень в нижнем оросителе снижается, п|)и точной настройке уровень меняется очень медленно. При снижении уровня в нижнем оросителе до установленного замкнется контакт и включит ре,те 16 (фиг. 2). Включается реле 17 времени, подается сигнал на коррекцию расхода +QR, поэтому требуемый расход увеличивается от Q до Q + 0. В систему подается у не- ,1ичепный расход, причем подача этого расхода осу1цеств.:1яется в течепие времени, ус- тановлеппогч) контактом ре.ле 17 1фемепи.

5

,,

0 5

5

0

5

После размыкания конгакта реле 17 реле 16 отк. 1ючается. Размыкание его контакта приводит к уменьшению нодавае.мого расхода, однако до окончания цикла корректирования (т.е. до размыкания контакта реле 17 времени схема заблокирована, что позволяет подавать пебольпще корректирующие объемы воды при больпщх зпачепиях времени добегания.

При повьппении уровня в нижнем оро- сите.че замыкается контакт датчика 1 верхнего уровня, включающий реле 15, и схема (ф иг. 2) работает апалогич1ю с тем различием, что корректирующий расход имеет отрицательный зна1ч, поэтому подаваемый расход на зaдaпн(Je время уменьшится oi Q до Q -QK. что в итоге приведет к снижению уровня в нижнем оросителе, т.е. к возвращению уровня в диапазон между уровнями, установленными датчиками 11 верхнего и 12 нижнего уровня.

В пебольп1их системах, вместо описанной автоматической кор н ;чтировки можно предусмотреть или пе|)подическую подстройку резисторов 18, или установку кнопок ручной корректировки взамен контактов датчика уровней в нижнем оросителе, установленных рядо.м с задатчиком Г), что значительно снижает затраты.

Таким образом, настройкой регулируемого гидравлического сопротивления на забор оросителе.м расхода воды, равного номинальному водопот)еблепию машины па уровне, запас воды пад когорым обеспечивает работу в течение времени добегания расхода от источника до данного оросителя, достигается исключение влияния включений и отк;поченпй мап1ип в данном оросителе па все оросители, что снимает ограничения по количеству и графику включений и отключений машин без yi - розы их остановок и излишних сбросов вод1) и повьипает надежность орО1пения при значительно.м yripontennn и снижении стоимости системы управления за счет исключения датчиков уровпя во всех ороспте.пях, кроме нижнего, делает возможным создание автоматизированной оросител1 ной системы без прокладки липни электроспабжепия п использования элект и);1р1пи)дов.

Формула изобретения

Способ автоматизированного водораспре де.чения, включающий подачу в раснредс- лительпый капа.-i расхода, соответствующего номина.льному водопотреблению включенных дождевальных по сигналам сигнализаторов их работы, и забор воды в оросители, устапавливаемый путем настройки па- )аметров гидроавтоматов на входах в оросители пз раснределите.лыюго канала, отличающийся тем, что. с це;1ью повышения надежности, упропн пия п снижения экс- п, 1уатап,ионных затрат )цесса водораспределения. ;и)6о) воды оросите,IHVHI устаиав- ливается равым водопотреблеиию машии на уровнях к оросителях, запас воды над которыми обеспечивает номина.(зе водо- потребление мапшн в течение времени добегания расхода от иачала раснреде.ште. и, но() кана.та до сослдкмствующего оросите дя, причем (j6HUiii расход распределите.и,- иосо Kaiia.ia корректируется но сигна.юм датчика у)овия в пос.1едием оросшчме.

(pus.5

Изобретение относится к сельскому .хозяйству и может быть при.менеио ири но- ливе 1ннрокоза.хватными дождева.тьны.ми ма- шина.ми (лТ, типа «Кубань с забором воды в движении из откр|)1тых ороситоле11. Цел) изобретения -- повышение надежiKJciH. упрощение и снижение : ксилуат 1 циоиных затрат нроцессг) водо 1ас11ределе- ния. Слюсоб включает подачу воды из источника 1 орон1ения в расиреде.тительный капа, i (f- K) 7 носредспип ре1 улятора 2 водо- подачи на его входе, снабженного б.током 4 регулирования и задатчиком 5 расхода. Во- донодача в РК равна 1 оминаль11()му водо- нотреб-теник) включенных н работу ДЛ 9. За- бо воды оросителями 8 pei у.1ируетея путем настройки параметров гидравлических )отивлений Л на входах в оросите.ти 8 из РК. Сп()С()б 11р( дусматринает также кор- рскцнк подаваемо и в РК pacxo.ia по сигпа- .1ам датчика 12 yp вня li последнем оросителе и задание забираемо1 о ()|1оси1е.1ям11 8 расхода либо путем ручно11 настройки .ipoc- селей затворов в оросителях, либо на стройкой гидрав,1Ически.х сопротив.тени 13 па в.хода.х в оросители на расход, равньп водопотреблению ДЛА. 5 ил. ( а с

(ригЛ

Z2

, 34

(риг. 5